CN101455992A - 一种电煤及硫精矿分选方法及专用设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电煤及硫精矿分选方法及专用设备，包括将原煤和重介悬浮液混合物进行重介旋流器分选，其中将重介旋流器分选出的中煤和矸石的混合物再次进入重介旋流器分选出中煤和矸石。采用本发明的工艺及专用设备，可以将密度小于1.8g/cm3的中煤与密度小于2.5g/cm3的矸石和大于2.5g/cm3的矸石一起分选出来，最大限度的减少了低硫低灰矸石进入选硫系统，从而减轻了选硫系统的生产压力。
Description
技术领域
本发明涉及一种选煤方法及选煤设备，特别是一种电煤及硫精矿分选方法及专用设备
背景技术
目前，在普遍使用的重介选煤工艺中，一般是将原煤和重介悬浮液混合物进行一段重介旋流器分选，直接分选出精煤、中煤和矸石；将中煤经过中煤弧形筛、中煤脱介筛得到中煤、稀介和末煤，而稀介经过磁选回收磁铁精矿后尾矿经旋流器、振动筛、末煤离心机、浓缩机、压滤机常规方法分选得到煤泥和洗末煤；将矸石经过主洗摇床、再洗摇床、旋流器、沸腾煤筛、旋流器、扫选摇床、浓缩、压滤常规方法分选后得到硫精矿、沸腾煤和矿泥；然后将中煤、煤泥、洗末煤、沸腾煤和矿泥混合后成为电煤送去发电。
随着选煤厂原煤处理量的增加和原煤中含矸量的增加，矸石量猛增，原来建设的选硫系统无法加工完矸石，造成大量的煤矸石直接外排，严重污染环境，并造成资源浪费。通过对南桐选煤厂矸石的密度分析，发现在矸石中有一半密度在2.6g/cm3以下物料的硫分在3.0％以下，并没有去解离选硫的必要，按传统工艺将这一部分物料去进行选硫加工，不但占用了选硫系统的加工量并增加了加工费用，而且在加工过程中产生的细粒度矿泥非常难以处理。
矿区内的煤矸石发电厂所用燃料一般要求在12.5MJ/kg以下，在很多选煤厂通常的做法是将中煤与一部分矸石混合后用于发电厂发电，这样做一方面矸石消化不完，另一方面矸石不经选别直接用于发电利用率并不高，因为在矸石中密度大于2.5g/cm3的矸石不但没有发热量，反而从灰渣中带走热量。在现有的工艺及设备中，没有一套既能将矸石中有一定发热量的低热质煤分选出来进入电煤中，又要将发热量很低的高密度矸石排出的系统，如果单独建立矸石分选系统，其投资大，运行成本高。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种在重介旋流器内将密度小于1.8g/cm3的中煤和密度小于2.5g/cm3的矸石一起从传统的煤矸石中分选出来作为电煤的电煤分选方法，也就是将再洗重介旋流器的分选密度提高到2.5g/cm3左右。
本发明的第二个目的在于提供一种从煤矸石中将密度大于2.5g/cm3的矸石分选出来，作为生产硫精矿的原料的硫精矿分选方法。
本发明的第三个目的在于提供一种将矸石与中煤的混合物分选为中煤与低密度矸石的混合物和矸石重介旋流器。
本发明的第一个目的是通过这样的技术方案实现的，它包括如下步骤：
(1)将原煤和重介悬浮液的混合物进入重介旋流器分选得到密度小于1.5g/cm3精煤和密度大于1.5g/cm3的中煤与矸石混合物；
(2)将中煤和矸石的混合物进入底流口锥度为45°—120°的重介旋流器分选得到密度小于1.8g/cm3的中煤和密度小于2.5g/cm3的矸石混合物；
(3)将混合物进入中煤弧形筛进行脱介，筛下物进入煤介桶，筛上物进入中煤脱介筛；
(4)进入中煤脱介筛的筛上物进行进一步脱介，合格介质段筛下物进入煤介桶，稀介段筛下物进入中煤稀介桶，筛上物为中煤；
(5)进入中煤稀介桶的稀介质进入一级磁选机进行磁选；
(6)一级磁选后所得精矿进入分流箱，将磁选后所得尾矿再次进入二级磁选机进行磁选；
(7)二级磁选所得尾矿进入分级回收系统得到电煤，磁选后所得精矿进入煤介桶。
所述步骤(2)中根据矸石的分选密度调节重介旋流器的中心管与重介旋流器底流口之间的距离；底流口锥度优选为90°。
所述步骤(2)中重介旋流器内压力为0.08MPa—0.2MPa，水量为100m3/h—120m3/h。
其中优选为重介旋流器内压力为0.1MPa，水量为113.02m3/h.
步骤(7)中尾矿进入分级回收系统将尾矿依次经过旋流器、振动筛、浓缩机、末煤离心机和压滤机回收得到电煤。
本发明的第二个目的是通过这样的技术方案实现的，它包括如下步骤：
(1)将原煤和重介悬浮液的混合物进入重介旋流器分选得到密度小于1.5g/cm3精煤和密度大于1.5g/cm3的中煤与矸石混合物；
(2)将中煤和矸石的混合物进入底流口锥度为45°—120°的重介旋流器分选得到密度大于2.5g/cm3的矸石；
(3)将矸石进入矸石弧形筛进行脱介，筛上物进入矸石脱介筛，筛下物经过分流箱进入煤介桶；
(4)将进入矸石脱介筛的筛上物进行进一步脱介，合格介质段筛下物直接进入煤介桶，稀介段的稀介质进入矸石稀介桶，筛上物为矸石；
(5)进入矸石稀介桶的稀介质进入一级磁选机进行磁选；
(6)一级磁选后所得精矿进入分流箱，所得尾矿再次进入二级磁选机进行磁选；
(7)二级磁选所得精矿进入煤介桶，尾矿进入分级回收系统；
(8)将步骤(4)中筛上物的矸石输送入到选硫系统生产硫精矿。
所述步骤(2)中根据矸石的分选密度调节重介旋流器的中心管与重介旋流器底流口之间的距离；底流口锥度优选为90°；分选出的矸石是密度大于2.5g/cm3的矸石。
所述步骤(2)中重介旋流器内压力为0.08MPa—0.2MPa，水量为100m3/h—120m3/h。
其优选为重介旋流器内压力为0.1MPa，水量为113.02m3/h.
所述步骤(8)中矸石输送到矸石选硫系统经过破碎和分级后的再经过主洗摇床、再洗摇床、旋流器、沸腾煤筛、旋流器、扫选摇床、浓缩、压池分后得到硫精矿和外拉沸腾煤。
当通过上述的工艺就能够得到硫精矿，同时，通过上述工艺，将分选出来的矸石多次进行分选，达到了矸石零外排。
本发明的第三个目的是通过这样的技术方案实现的，它包括有旋流器外壳和中心管，中心管设置在旋流器外壳内，所述旋流器外壳底流口锥度呈45°—120°锥角。
本发明是这样工作的：在重介旋流器内，由于重介悬浮液给入旋流器后，在离心力的作用下，旋流器内形成不同密度的“等密度”线(即密度场)，密度自上而下，由内到外增加，越靠近锥壁和底流口的密度越大。
当矸石和中煤的混合物进入旋流器，逐渐扩散，此时可以认为不同密度的混合物开始处于相应的等密度线上，在离心力的作用下，密度大的混合物很快奔向器壁，在外螺旋流的作用下，由底流口排出；其余混合物在各自的等密度线上向锥部移动；部分轻密度混合物进入“分离锥面”内。这个界面上的平均悬浮液密度，在理想情况下，近似等于矿粒的分离密度。进入分离锥面内的轻密度矿粒，将在内螺旋流的作用下，从溢流口排出。部分中间物则位于旋流器的内壁和分离锥面之间，或在旋流器圆柱内壁和溢流管之间形成旋涡流，作一定时间的循环旋转运动后，分别进入旋流器的溢流或底流中。
余下的矿粒在旋流器底部附近，受高密度悬浮液阻挡层和强烈内螺旋流的作用，迫使这部分混合物进行二次分离。轻密度矿粒在内螺旋上升流的作用下，从溢流口排出；高密度矿粒则穿过高密度物层，在外螺旋流的作用下从底流口排出，从而完成全部分选过程。
需要特别指出：当旋转床层运动到筒体与椎体的结合部时，由于旋流器锥角角度较大，旋转床层运动受阻形成松散，在析离作用下床层基本实现按密度分层。密度小的颗粒随上升流进入溢流口，密度较大的颗粒沿器壁而向下运动，从底流口排出旋流器体外，从而实现颗粒的按密度分离。
为了使得分选的更加彻底，所述旋流器外壳底流口呈90°锥角。
为了利于分选，它还包括有中心管导管、中心管调节阀、支架和调节杆，中心管穿过固定在旋流器外壳内壁中的中心管导管，支架固定设置在旋流器外壳的外壁上端，调节杆一端与中心管固定连接，另一端依次穿过支架中心和中心管调节阀，与支架呈螺纹连接，与中心管调节阀固定连接。
所述调节杆调节长度为250mm，这样做的目的是为了适应较大范围内煤质的变化，满足后续工艺的需要，通过调节杆来对中心管进行调节，用手转动中心管调节阀，就可以直接调节中心管处于旋流器外壳内的位置，有利于分选。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：
1.由于直接将中煤和矸石的混合物进入重介旋流器分选，直接分选出密度小于2.5g/cm3的矸石与小于1.8g/cm3的中煤的混合物和密度大于2.5g/cm3的矸石，最大限度的减少了低硫低灰矸石进入选硫系统，从而减轻了选硫系统的生产压力；
2.将密度小于2.5g/cm3的矸石和密度小于1.8g/cm3中煤混合物进行脱介后作为电煤，这样做不但能够满足电煤燃烧所需，而且提高了分选硫精矿原料的品位和硫精矿的回收率；
3.最大限度的减少了矸石外排量，基本实现了矸石的零外排；
4.由于通过调节杆可以对中心管进行调节，这样做能够适应较大范围内煤质的变化，满足后续工艺，并且中心管在上下移动中并不改变溢流产品的排料高度，有利于分选。
附图说明
本发明的附图说明如下：
图1本发明的工艺结构框图；
图2为本发明的工艺结构示意图；
图2为本发明的重介旋流器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施实例对本发明作进一步说明：
如图1、2所示，一种电煤的分选方法，它包括如下步骤：
(1)将原煤和重介悬浮液的混合物进入重介旋流器分选得到密度小于1.5g/cm3精煤和密度大于1.5g/cm3的中煤与矸石混合物；
(2)将中煤和矸石的混合物进入底流口锥度为45°—120°的重介旋流器分选得到密度小于1.8g/cm3的中煤和密度小于2.5g/cm3的矸石混合物；
(3)将混合物进入中煤弧形筛进行脱介，筛下物进入煤介桶，筛上物进入中煤脱介筛；
(4)进入中煤脱介筛的筛上物进行进一步脱介，合格介质段筛下物进入煤介桶，稀介段筛下物进入中煤稀介桶，筛上物为中煤；
(5)进入中煤稀介桶的稀介质进入一级磁选机进行磁选；
(6)一级磁选后所得精矿进入分流箱，将磁选后所得尾矿再次进入二级磁选机进行磁选；
(7)二级磁选所得尾矿进入分级回收系统得到电煤，磁选后所得精矿进入煤介桶。
所述步骤(2)中根据矸石的分选密度调节重介旋流器的中心管与重介旋流器底流口之间的距离；底流口锥度优选为90°。
所述步骤(2)中重介旋流器内压力为0.08MPa—0.2MPa，水量为100m3/h—120m3/h。
其中优选为重介旋流器内压力为0.1MPa，水量为113.02m3/h。
步骤(7)中尾矿进入分级回收系统将尾矿依次经过旋流器、振动筛、浓缩机、末煤离心机和压滤机处理后得到电煤。
步骤(8)中的常规方法是将尾矿依次经过旋流器、振动筛、浓缩机、末煤离心机和压滤机处理后得到电煤。
一种硫精矿的分选方法，它包括如下步骤：
(1)将原煤和重介悬浮液的混合物进入重介旋流器分选得到密度小于1.5g/cm3精煤和密度大于1.5g/cm3的中煤与矸石混合物；
(2)将中煤和矸石的混合物进入底流口锥度为45°—120°的重介旋流器分选得到密度大于2.5g/cm3的矸石；
(3)将矸石进入矸石弧形筛进行脱介，筛上物进入矸石脱介筛，筛下物经过分流箱进入煤介桶；
(4)将进入矸石脱介筛的筛上物进行进一步脱介，合格介质段筛下物直接进入煤介桶，稀介段的稀介质进入矸石稀介桶，筛上物为矸石；
(5)进入矸石稀介桶的稀介质进入一级磁选机进行磁选；
(6)一级磁选后所得精矿进入分流箱，所得尾矿再次进入二级磁选机进行磁选；
(7)二级磁选所得精矿进入煤介桶，尾矿进入分级回收系统；
(8)将步骤(4)中筛上物的矸石输送入到选硫系统生产硫精矿。
所述步骤(2)中根据矸石的分选密度调节重介旋流器的中心管与重介旋流器底流口之间的距离；底流口锥度优选为90°；分选出的矸石是密度大于2.5g/cm3的矸石。
所述步骤(2)中重介旋流器内压力为0.08MPa—0.2MPa，水量为100m3/h—120m3/h。
其优选为重介旋流器内压力为0.1MPa，水量为113.02m3/h。
所述步骤(8)中矸石输送到矸石选硫系统经过破碎和分级再经过主洗摇床、再洗摇床、旋流器、沸腾煤筛、旋流器、扫选摇床、浓缩、压滤处理后得到硫精矿和外拉沸腾煤。
当通过上述的工艺就能够得到硫精矿，同时，通过上述工艺，将分选出来的矸石多次进行加工后得到低热值煤，达到了矸石零外排。
根据煤质的不同，一般是在2.4g/cm3—2.6g/cm3之间进行分选。
如图3所示，一种重介旋流器，包括有旋流器外壳1和中心管2，中心管2设置在旋流器外壳1内，所述旋流器外壳1底流口6呈45°—120°锥角。
本发明是这样工作的：在重介旋流器内，由于重悬浮液给入后，在离心力的作用下，旋流器内形成不同密度的“等密度”线(即密度场)，密度自上而下，由内到外增加，越靠近锥壁和底流口的密度越大。
当矸石和中煤的混合物进入旋流器，逐渐扩散，此时可以认为不同密度的混合物开始处于相应的等密度线上，在离心力的作用下，密度大的混合物很快奔向器壁。在外螺旋流的作用下，由底流口排出；其余混合物在各自的等密度线上向锥部移动；部分轻密度混合物进入“分离锥面”内。这个界面上的平均悬浮液密度，在理想情况下，近似等于矿粒的分离密度。进入分离锥面内的轻密度矿粒，将在内螺旋流的作用下，从溢流口排出。部分中间物则位于旋流器的内壁和分离锥面之间，或在旋流器圆柱内壁和溢流管之间形成旋涡流，作一定时间的循环旋转运动后，分别进入旋流器的溢流或底流中。
余下的矿粒在旋流器底部附近，受高密度悬浮液阻挡层和强烈内螺旋流的作用，迫使这部分混合物进行二次分离。轻密度矿粒在内螺旋上升流的作用下，从溢流口排出；高密度矿粒则穿过高密度物层，在外螺旋流的作用下从底流口排出，从而完成全部分选过程。
需要特别指出：当旋转床层运动到筒体与椎体的结合部时，由于旋流器锥角角度较大，旋转床层运动受阻形成松散，在析离作用下床层基本实现按密度分层。密度小的颗粒随上升流进入溢流口，密度较大的颗粒沿器壁而向下运动，从底流口排出旋流器体外，从而实现颗粒的按密度分离。
为了使得分选的更加彻底，所述旋流器外壳1底流口6呈90°锥角。
为了利于分选，它还包括有中心管导管4、中心管调节阀3、支架7和调节杆5，中心管2穿过固定在旋流器外壳1内壁中的中心管导管4，支架7固定设置在旋流器外壳1的外壁上端，调节杆5一端与中心管2固定连接，另一端依次穿过支架7中心和中心管调节阀3，与支架7呈螺纹连接，与中心管调节阀3固定连接。
所述调节杆5调节长度为250mm。这样做的目的为了适应较大范围内煤质的变化，满足后续工艺的需要，通过调节杆5对中心管2进行调节，用手转动中心管调节阀3，就可以直接调节中心管2处于旋流器外壳1内的位置，有利于分选。
Claims (10)
1.一种电煤的分选方法，它包括如下步骤：
(1)将原煤和重介悬浮液的混合物进入重介旋流器分选得到密度小于1.5g/cm3精煤和密度大于1.5g/cm3的中煤与矸石混合物；
(2)将中煤和矸石的混合物进入底流口锥度为45°—120°的重介旋流器分选得到密度小于1.8g/cm3的中煤和密度小于2.5g/cm3的矸石混合物；
(3)将混合物进入中煤弧形筛进行脱介，筛下物进入煤介桶，筛上物进入中煤脱介筛；
(4)进入中煤脱介筛的筛上物进行进一步脱介，合格介质段筛下物进入煤介桶，稀介段筛下物进入中煤稀介桶，筛上物为中煤；
(5)进入中煤稀介桶的稀介质进入一级磁选机进行磁选；
(6)一级磁选后所得精矿进入分流箱，将磁选后所得尾矿再次进入二级磁选机进行磁选；
(7)二级磁选所得尾矿进入分级回收系统得到电煤，磁选后所得精矿进入煤介桶。
2.如权利要求1所述的电煤的分选工艺，其特征在于：所述步骤(2)中根据矸石的分选密度调节重介旋流器的中心管与重介旋流器底流口之间的距离。
3.如权利要求1所述的电煤的分选工艺，其特征在于：所述步骤(2)中重介旋流器内压力为0.08MPa—0.2MPa，水量为100m3/h—120m3/h。
4.一种硫精矿的分选方法，它包括如下步骤：
(1)将原煤和重介悬浮液的混合物进入重介旋流器分选得到密度小于1.5g/cm3精煤和密度大于1.5g/cm3的中煤与矸石混合物；
(2)将中煤和矸石的混合物进入底流口锥度为45°—120°的重介旋流器分选得到密度大于2.5g/cm3的矸石；
(3)将矸石进入矸石弧形筛进行脱介，筛上物进入矸石脱介筛，筛下物经过分流箱进入煤介桶；
(4)将进入矸石脱介筛的筛上物进行进一步脱介，合格介质段筛下物直接进入煤介桶，稀介段的稀介质进入矸石稀介桶，筛上物为矸石；
(5)进入矸石稀介桶的稀介质进入一级磁选机进行磁选；
(6)一级磁选后所得精矿进入分流箱，所得尾矿再次进入二级磁选机进行磁选；
(7)二级磁选所得精矿进入煤介桶，尾矿进入分级回收系统；
(8)将步骤(4)中筛上物的矸石输送入到选硫系统生产硫精矿。
5.如权利要求4所述的矸石的分选工艺，其特征在于：所述步骤(2)中根据矸石的分选密度调节重介旋流器的中心管与重介旋流器底流口之间的距离。
6.如权利要求4所述的矸石的分选工艺，其特征在于：所述步骤(2)中重介旋流器内压力为0.08MPa—0.2MPa，水量为100m3/h—120m3/h。
7.一种重介旋流器，包括有旋流器外壳(1)和中心管(2)，中心管(2)设置在旋流器外壳(1)内，其特征在于：所述旋流器外壳(1)底流口(6)锥度呈45°—120°锥角。
8.如权利要求7所述的重介旋流器，其特征在于：所述旋流器外壳(1)底流口(6)呈90°锥角。
9.如权利要求7或8所述的重介旋流器，其特征在于：它还包括有中心管导管(4)、中心管调节阀(3)、支架(7)和调节杆(5)，中心管(2)穿过固定在旋流器外壳(1)内壁中的中心管导管(4)，支架(7)固定设置在旋流器外壳(1)的外壁上端，调节杆(5)一端与中心管(2)固定连接，另一端依次穿过支架(7)中心和中心管调节阀(3)，与支架(7)呈螺纹连接，与中心管调节阀(3)固定连接。
10.如权利要求9所述的重介旋流器，其特征在于：所述调节杆(5)调节行程为250mm。
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